CN105678020A - 一种获取s辊之间张力分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取S辊之间张力分配的方法，涉及张力分配获取技术领域。采用本发明实施例提供的方法，通过计算各S辊之间的张力放大倍数，进而计算得出第k个S辊的转矩给定S_k。实现了各S辊驱动电机之间张力分配、计算出了合理的转矩给定，实地运行后，证明控制效果优异，达到了机组平稳运行的目的，得到的成品质量良好。

Description

一种获取S辊之间张力分配的方法

技术领域

本发明涉及张力分配获取技术领域，尤其涉及一种获取S辊之间张力分配的方法。

背景技术

在平整机、拉矫机等带有张力辊(S辊)的金属深加工生产线中，各S辊驱动电机之间的张力分配是否合理，会直接影响机组能否平稳运行。

目前，在平整机、拉矫机的控制中，各S辊之间的张力给定，一般是固定放大倍数的关系，即S辊之间的张力采用的分配方法为：各S辊电机所出转矩成比例逐个放大、其倍数固定。具体地，比如固定倍数为1.8时，则

S2＝1.8·S1

S3＝1.8·S2

S4＝1.8·S3

其中，S1、S2、S3、S4分别为S1辊、S2辊、S3辊和S4辊的张力。采用上述方法分配各S辊之间的张力，实地运行后，各S辊驱动电机组成的机组运行情况不稳定，当原料规格等因素发生变化时，其固定倍数的设定需依赖于专家经验或反复尝试，不仅浪费了工时和人力资源，而且当固定倍数的设定不合理时还可能发生板材打滑等现象，导致板材资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种获取S辊之间张力分配的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种获取S辊之间张力分配的方法，包括如下步骤：

步骤一，确定S辊的个数k，则第一个S辊与第一设备之间板材的表面张力为T₁，S辊之间板材的表面张力依次为T₂、T₃、T₄……T_k，第k个S辊与第二设备之间板材的表面张力为T_k+1，其中，k为大于等于2的自然数；

步骤二，获取T₁和T_k+1的值；

步骤三，构建计算第k个S辊的转矩给定的模型，所述模型如下所示：

S_k＝T_k+1-T_k＝(a-1)×T_k，

式中，

S_k为第k个S辊的转矩给定，

a为各S辊之间的张力放大倍数；

步骤四，根据T₁和T_k+1的值，采用如下公式计算所述各S辊之间的张力放大倍数a：

$a=\sqrt[k]{T_{k+1}/T_1},$

步骤五，利用步骤四中计算得到的所述各S辊之间的张力放大倍数a的值和步骤二中确定的T₁的值，根据步骤三中构建的所述模型，计算第k个S辊的转矩给定S_k。

优选地，步骤二中，根据原料规格、原料特性获取T₁和T_k+1的值。

优选地，所述第一设备为平整机主机或拉矫机主机。

优选地，所述第二设备为平整机卷取机或开卷机，或，所述第二设备为拉矫机卷取机或开卷机。

优选地，所述S辊的个数为四个。

本发明的有益效果是：采用本发明实施例提供的方法，实现了各S辊驱动电机之间张力分配、计算出了合理的转矩给定，实地运行后，证明控制效果优异，达到了机组平稳运行的目的，得到的成品质量良好。

附图说明

图1是平整机机组结构示意图；

图2是平整机机前S辊组受力分布示意图。

图1中，各符号的含义如下：

1主机，2开卷机，3卷取机，4S辊1-1，5S辊1-2，6S辊2-1，7S辊2-2，8S辊3-1，9S辊3-2，10S辊4-1，11S辊4-2。

图2中，各符号的含义如下：

T1、T2、T3、T4、T5分别表示板材各段承受的拉力，即，板材表面张力；

S1、S2、S3、S4分别表示各S辊的转矩给定。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以往在平整机、拉矫机等带有张力辊(S辊)的金属深加工生产线中，各S辊之间的张力给定，往往是固定放大倍数的关系，当原料规格等因素发生变化时，其设定需依赖于专家经验或反复尝试，不合理时可能发生板材打滑等现象，导致板材浪费。

本发明实施例为了解决上述问题，提供了一种获取S辊之间张力分配的方法，通过该方法实现了各S辊驱动电机之间张力分配、计算出合理的转矩给定，达到机组平稳运行的目的。

本发明实施例提供了一种获取S辊之间张力分配的方法，包括如下步骤：

步骤一，确定S辊的个数k，则第一个S辊与第一设备之间板材的表面张力为T₁，S辊之间板材的表面张力依次为T₂、T₃、T₄……T_k，第k个S辊与第二设备之间板材的表面张力为T_k+1，其中，k为大于等于2的自然数；

步骤二，获取T₁和T_k+1的值；

步骤三，构建计算第k个S辊的转矩给定的模型，所述模型如下所示：

S_k＝T_k+1-T_k＝(a-1)×T_k，

式中，

S_k为第k个S辊的转矩给定，

a为各S辊之间的张力放大倍数；

步骤四，根据T₁和T_k+1的值，采用如下公式计算所述各S辊之间的张力放大倍数a：

$a=\sqrt[k]{T_{k+1}/T_1},$

步骤五，利用步骤四中计算得到的所述各S辊之间的张力放大倍数a的值和步骤二中确定的T₁的值，根据步骤三中构建的所述模型，计算第k个S辊的转矩给定S_k。

将上述方法应用于一台1200mm四辊单机架平整机中，其机前、机后各有4个S辊，每个S辊有独立的电机驱动，平整机的结构如图1所示，可以分别计算其中一组(机前或机后)4个S辊之间的张力分配和转矩给定。

以机前S辊组为例，具体地实现过程为：

如图2所示：

T1、T2、T3、T4、T5分别为板材各段承受的拉力，即，板材表面张力。

S1、S2、S3、S4分别为各S辊转矩给定。

其中，T1、T5可以根据不同的原料、成品，事先确定，即为固定值。则可以在已知T1、T5的前提下，计算S1、S2、S3、S4的值。

由图2可得以下关系式：

T2＝T1+S1；(1)

T3＝T2+S2；(2)

T4＝T3+S3；(3)

T5＝T4+S4。(4)

按照如下的分配原则：各段板材的张力按比例放大，即，每经过一个S辊，张力放大一定倍数，各段放大倍数相等。设该放大倍数为a。则：

T2＝a·T1(5)

T3＝a·T2(6)

T4＝a·T3(7)

T5＝a·T4(8)

则由式(5)、(6)、(7)、(8)得：T5＝a⁴·T1。且T1、T5为已知。可求：

$a=\sqrt[4]{T5/T1}---\left(9\right)$

将式(5)、(9)代入(1)，可得：

$S1=T2-T1=aT1-T1=(a-1)T1=(\sqrt[4]{T5/T1}-1)T1---\left(10\right)$

按照同样的计算过程，可得：

$S2=T3-T2=aT2-T2=(a-1)T2=(a-1)aT1=(\sqrt[4]{T5/T1}-1)\·\sqrt[4]{T5/T1}\·T1---\left(11\right)$

$S3=(\sqrt[4]{T5/T1}-1)\·{\left(\sqrt[4]{T5/T1}\right)}^2\·T1---\left(12\right)$

$S4=(\sqrt[4]{T5/T1}-1)\·{\left(\sqrt[4]{T5/T1}\right)}^3\·T1---\left(13\right)$

则通过式(10)、(11)、(12)、(13)可以分别计算出各S辊的转矩给定。

如本领域有技术人员可以理解的，本实施例提供的方法还可以应用于有S辊的类似设备中。

在本发明的一个优选实施例中，步骤二中，根据原料规格、原料特性获取T₁和T_k+1的值。

在实际操作中，T₁和T_k+1的值一般是从工厂工艺室根据原料规格、原料特性编制的工艺参数表中获取。

采用上述方法，解决了应用上述方法之前，操作人员需要根据经验反复调整参数设置、设置不合理时板材跟S辊之间打滑、异响严重，成品质量依赖于操作员经验的问题，节省了操作时间、提高成品率和生产效率。

本发明实施例中，所述第一设备为平整机主机或拉矫机主机。

所述第二设备为平整机卷取机或开卷机，或，所述第二设备为拉矫机卷取机或开卷机。

本发明实施例提供的方法可以应用于平整机或拉矫机中，以及其他有S辊的类似设备中。

所述S辊的个数可以为四个。

如本领域技术人员可以理解的，S辊的个数还可以为其他。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：采用本发明实施例提供的方法，实现了各S辊驱动电机之间张力分配、计算出了合理的转矩给定，实地运行后，证明控制效果优异，达到了机组平稳运行的目的，得到的成品质量良好。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种获取S辊之间张力分配的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，确定S辊的个数k，则第一个S辊与第一设备之间板材的表面张力为T₁，S辊之间板材的表面张力依次为T₂、T₃、T₄……T_k，第k个S辊与第二设备之间板材的表面张力为T_k+1，其中，k为大于等于2的自然数；

步骤二，获取T₁和T_k+1的值；

步骤三，构建计算第k个S辊的转矩给定的模型，所述模型如下所示：

S_k＝T_k+1-T_k＝(a-1)×T_k，

式中，

S_k为第k个S辊的转矩给定，

a为各S辊之间的张力放大倍数；

步骤四，根据T₁和T_k+1的值，采用如下公式计算所述各S辊之间的张力放大倍数a：

$a=\sqrt[k]{T_{k+1}/T_1},$

步骤五，利用步骤四中计算得到的所述各S辊之间的张力放大倍数a的值和步骤二中确定的T₁的值，根据步骤三中构建的所述模型，计算第k个S辊的转矩给定S_k。

2.根据权利要求1所述的获取S辊之间张力分配的方法，其特征在于，步骤二中，根据原料规格、原料特性获取T₁和T_k+1的值。

3.根据权利要求1所述的获取S辊之间张力分配的方法，其特征在于，所述第一设备为平整机主机或拉矫机主机。

4.根据权利要求1所述的获取S辊之间张力分配的方法，其特征在于，所述第二设备为平整机卷取机或开卷机，或，所述第二设备为拉矫机卷取机或开卷机。

5.根据权利要求1所述的获取S辊之间张力分配的方法，其特征在于，所述S辊的个数为四个。